Kovy sú jedným z najpohodlnejších materiálov na spracovanie. Majú aj vlastných vodcov. Napríklad základné vlastnosti hliníka sú ľuďom známe už dlho. Sú tak vhodné na použitie v každodennom živote, že tento kov sa stal veľmi populárnym. Aké vlastnosti má hliník ako jednoduchá látka a ako atóm, zvážime v tomto článku.
História objavu hliníka
Človek už dlho pozná zlúčeninu predmetného kovu – kamenec draselný. Používal sa ako prostriedok schopný napučiavať a spájať zložky zmesi, čo bolo potrebné aj pri úprave kožených výrobkov. Existencia čistého oxidu hlinitého sa stala známou v 18. storočí, v jeho druhej polovici. Nezískala sa však žiadna čistá látka.
Po prvý raz sa vedcovi H. K. Oerstedovi podarilo izolovať kov od jeho chloridu. Bol to on, kto ošetril soľ amalgámom draslíka a zo zmesi izoloval sivý prášok, ktorým bol hliník vo svojej čistej forme.
Potom sa ukázalo, že chemické vlastnosti hliníka sa prejavujú v jeho vysokej aktivite, silnej redukčnej schopnosti. Preto s ním už dlho nikto iný nepracoval.
V roku 1854 však Francúz Deville dokázal získať kovové ingoty elektrolýzou taveniny. Táto metóda je aktuálna aj dnes. Najmä masová výroba cenného materiálu sa začala v 20. storočí, keď sa vyriešili problémy so získavaním veľkého množstva elektriny v podnikoch.
V súčasnosti je tento kov jedným z najpopulárnejších a najpoužívanejších v stavebníctve a domácnostiach.
Všeobecné charakteristiky atómu hliníka
Ak uvažovaný prvok charakterizujeme podľa jeho polohy v periodickom systéme, môžeme vyčleniť niekoľko bodov.
- Poradové číslo – 13.
- Nachádza sa v treťom menšom období, tretej skupine, hlavnej podskupine.
- Atómová hmotnosť – 26, 98.
- Počet valenčných elektrónov – 3.
- Konfigurácia vonkajšej vrstvy je vyjadrená ako 3s23p1.
- Názov prvku je hliník.
- Kovové vlastnosti sú silné.
- Nemá v prírode žiadne izotopy, existuje iba v jednej forme, s hmotnostným číslom 27.
- Chemický symbol je AL, vo vzorcoch sa číta ako „hliník“.
- Oxidačný stav je jedna, rovná sa +3.
Chemické vlastnosti hliníka plne potvrdzuje elektronická štruktúra jeho atómu, pretože má veľký atómový polomer a nízku elektrónovú afinitu a je schopný pôsobiť ako silné redukčné činidlo, ako všetky aktívne kovy.
Hliník ako jednoduchá látka: fyzikálne vlastnosti
Ak hovoríme o hliníku, ako asi?jednoduchá hmota, je to strieborno-biely lesklý kov. Na vzduchu rýchlo oxiduje a pokryje sa hustým oxidovým filmom. To isté sa deje s pôsobením koncentrovaných kyselín.
Prítomnosť takejto funkcie robí výrobky vyrobené z tohto kovu odolnými voči korózii, čo je, samozrejme, pre ľudí veľmi výhodné. Preto práve hliník nachádza v stavebníctve také široké uplatnenie. Vlastnosti látky sú zaujímavé aj tým, že tento kov je veľmi ľahký, pričom je pevný a mäkký. Kombinácia takýchto vlastností nie je dostupná pre každú látku.
Pre hliník je charakteristické niekoľko základných fyzikálnych vlastností.
- Vysoký stupeň kujnosti a ťažnosti. Ľahká, pevná a veľmi tenká fólia je vyrobená z tohto kovu, je tiež zvinutá do drôtu.
- Teplota topenia - 660 0C.
- Bod varu - 2450 0C.
- Hustota – 2,7 g/cm3.
- Objem krištáľovej mriežky centrovaný lícom, kovový.
- Typ pripojenia – kov.
Fyzikálne a chemické vlastnosti hliníka určujú oblasti jeho použitia a použitia. Ak hovoríme o každodenných aspektoch, potom zohrávajú veľkú úlohu vlastnosti, ktoré sme už zvážili vyššie. Ako ľahký, odolný a antikorózny kov sa hliník používa pri stavbe lietadiel a lodí. Preto je veľmi dôležité poznať tieto vlastnosti.
Chemické vlastnosti hliníka
Z pohľaduV chémii je príslušný kov silné redukčné činidlo, ktoré je schopné vykazovať vysokú chemickú aktivitu, keďže je čistou látkou. Hlavná vec je odstrániť oxidový film. V tomto prípade sa aktivita prudko zvýši.
Chemické vlastnosti hliníka ako jednoduchej látky sú určené jeho schopnosťou reagovať s:
- acids;
- alkali;
- halogény;
- sivá.
Za normálnych podmienok neinteraguje s vodou. Zároveň z halogénov, bez zahrievania, reaguje iba s jódom. Ostatné reakcie vyžadujú teplotu.
Je možné uviesť príklady ilustrujúce chemické vlastnosti hliníka. Interakčné reakčné rovnice s:
- kyseliny - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkálie - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogény - AL + Hal=ALHal3;
- sivá - 2AL + 3S=AL2S3.
Vo všeobecnosti je najdôležitejšou vlastnosťou danej látky jej vysoká schopnosť obnovovať zo svojich zlúčenín ďalšie prvky.
Regeneračná kapacita
Redukčné vlastnosti hliníka sú dobre vysledovateľné v reakciách interakcie s oxidmi iných kovov. Ľahko ich extrahuje zo zloženia látky a umožňuje im existovať v jednoduchej forme. Napríklad: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
V metalurgii existuje celá technika získavania látok,na základe takýchto odpovedí. Hovorí sa tomu aluminotermia. Preto sa v chemickom priemysle tento prvok používa práve na získanie iných kovov.
Šírené v prírode
Z hľadiska rozšírenosti medzi ostatnými kovovými prvkami je hliník na prvom mieste. Jeho obsah v zemskej kôre je 8,8 %. V porovnaní s nekovmi bude jeho miesto tretie po kyslíku a kremíku.
Pre svoju vysokú chemickú aktivitu sa nenachádza v čistej forme, ale len ako súčasť rôznych zlúčenín. Takže napríklad existuje veľa rúd, minerálov, hornín, medzi ktoré patrí hliník. Ťaží sa však len z bauxitov, ktorých obsah v prírode nie je príliš vysoký.
Najbežnejšie látky obsahujúce príslušný kov:
- živce;
- bauxites;
- granites;
- silica;
- hlinitosilikáty;
- bazaly a iné.
V malom množstve je hliník nevyhnutne súčasťou buniek živých organizmov. Niektoré druhy machov a morských živočíchov dokážu tento prvok počas života akumulovať vo svojom tele.
Prijať
Fyzikálne a chemické vlastnosti hliníka umožňujú jeho získanie iba jedným spôsobom: elektrolýzou taveniny zodpovedajúceho oxidu. Tento proces je však technologicky zložitý. Teplota topenia AL2O3 je viac ako 2000 0C. Z tohto dôvodu sa nemôže priamo elektrolyzovať. Takžepostupujte nasledovne.
- Bauxity sa ťažia.
- Vyčistite ich od nečistôt a ponechajte iba oxid hlinitý.
- Potom sa kryolit roztopí.
- Pridajte tam oxid.
- Táto zmes sa elektrolýzuje a získa sa čistý hliník a oxid uhličitý.
Výťažok produktu je 99,7 %. Je však možné získať ešte čistejší kov, ktorý sa používa na technické účely.
Aplikácia
Mechanické vlastnosti hliníka nie sú dostatočne dobré na to, aby sa dal použiť v čistej forme. Preto sa najčastejšie používajú zliatiny na báze tejto látky. Je ich veľa, môžeme vymenovať tie najzákladnejšie.
- Duralumin.
- Hliník-mangán.
- Hliník-horčík.
- Hliník-meď.
- Silumins.
- Avial.
Ich hlavným rozdielom sú, samozrejme, prísady tretích strán. Všetky sú na báze hliníka. Ostatné kovy robia materiál odolnejším, odolnejším voči korózii, opotrebeniu a kujným.
Existuje niekoľko hlavných oblastí použitia hliníka v čistej forme aj vo forme jeho zlúčenín (zliatin).
- Na výrobu drôtu a fólie používané v domácnosti.
- Výroba riadu.
- Letecký priemysel.
- Stavba lodí.
- Stavebníctvo a architektúra.
- Vesmírny priemysel.
- Stavba reaktorov.
Spolu so železom a jehozliatiny hliníka - najdôležitejší kov. Práve títo dvaja predstavitelia periodického systému našli najrozsiahlejšie priemyselné využitie v ľudských rukách.
Vlastnosti hydroxidu hlinitého
Hydroxid je najbežnejšou zlúčeninou, ktorá tvorí hliník. Jeho chemické vlastnosti sú rovnaké ako vlastnosti samotného kovu – je amfotérny. To znamená, že je schopný vykazovať dvojitú povahu, reagovať s kyselinami aj zásadami.
Samotný hydroxid hlinitý je biela želatínová zrazenina. Je ľahké ho získať reakciou hlinitej soli s alkáliou alebo hydroxidom amónnym. Pri reakcii s kyselinami tento hydroxid poskytuje obvyklú zodpovedajúcu soľ a vodu. Ak reakcia prebieha s alkáliou, vznikajú hydroxokomplexy hliníka, ktorých koordinačné číslo je 4. Príklad: Na[Al(OH)4] - tetrahydroxoaluminát sodný.
